是蘋果「虛標5G」,還是專家業餘?

ICT解讀者一老解

在蘋果秋季發佈會前夕,某專家指責蘋果手機在沒有5G網絡情況下「虛標5G」成了網絡熱搜。

該專家在北京10號線地鐵發現有人的iPhone手機角標顯示為5G網絡,而自己的華為手機只顯示4G,並且從運營商處瞭解到北京10號線地鐵並沒有部署5G網絡,於是發了數條微博指責蘋果虛標5G信號,侵害了消費者利益,影響了電信運營商聲譽,甚至「影響了中國5G網絡聲譽,讓大量用戶對5G存在負面評價」。

對於部分網友從專業角度解釋問題可能出在5G網絡SA和NSA的制式上的評論,該專家又以「有人扯什麼NSA、SA,就不要在我這裡賣弄了。這方面我是專業人士,書我都寫了兩本」相回應。

那麼,為什麼在沒有5G網絡的情況下手機角標會顯示5G呢?到底是蘋果虛標,還是專家業餘?還是要從移動通信的基礎原理開始進行科普。

手機必須要連接到通信網絡上,才能使用通話和上網等功能,這是基本常識;但手機如何與網絡建立連接,就需要一系列的通信專業的協議和標準來建立規範,要求通信網絡的運營商、設備生產商與手機廠商共同遵守,按照統一的標準來研發、生產和部署,才能保證滿足協議規範的手機在按照協議規範部署的網絡上正常使用。

3GPP就是通信領域的國際標準化組織,其成員涵蓋了中國移動、中國電信、中國聯通等通信運營商、華為、愛立信、諾基亞等通信設備製造商和蘋果、三星、小米等手機廠商,大家在一起討論和制定通信標準和規範以確保手機與網絡的互聯互通,包括4G、5G在內的通信協議標準就是通信業的金科玉律,大家在規範出台後都必須遵照執行,不符合標準規範的產品無法在符合標準的網絡中正常使用,首先就入不了網,入了網也不能正常使用,就會被市場淘汰。

所以,如果蘋果的iPhone手機沒有按照通信規範要求正常顯示網絡標識,那就不只是侵害消費者利益的事,而是應該被判定為非標產品不得繼續銷售,同時還要倒查非標產品當初是如何通過入網審查來追究相關責任的大事了。

那麼,相關的通信標準到底如何規範手機和網絡之間的連接方式呢?

按照3GPP的通信協議簡單描述一下手機和網絡建立起連接的主要過程:手機開機後會搜索網絡信號,按照網絡歸屬地、SIM卡中設定的網絡優先順序和信號強度的強弱順序來選擇要接入的網絡進行登記,登記成功後再尋找所選網絡的合適小區進行駐留。

在這一過程中,網絡會向手機發送主信息塊(MIB)以及一系列的系統信息塊(SIB);其中主信息塊(MIB)承載的是最基本的參數信息,手機先解碼到MIB,再利用MIB中的參數去繼續解碼SIB信息;SIB則是一系列功能不同的系統信息,以5G通信協議為例,最主要的SIB1就包括了小區選擇信息、小區標識信息、服務小區信息;SIB2 則提供同頻、異頻和異系統(如5G NR與4G LTE)小區重選相關的通用信息等,並且最重要的是,SIB2中還包括一條指令,叫「上層指示開關(upperLayerIndication)」,這條指令的重要性我們在下文再展開。

於是,手機通過解讀這些系統信息來選定網絡中的合適小區,並調諧到該小區的控制頻點,建立起連接並開始正常使用。同時,當網絡信號發生變化或手機位置發生移動之後,手機和網絡之間還會繼續發生對話,手機會按照SIB的信息進行小區重選。

那麼,手機接入網絡後如何顯示網絡信號標識呢?

手機上顯示的網絡信號標識,由網絡制式和運營商根據通信標準制定的顯示規範來進行界定。

2G、3G、4G時代比較簡單,手機連接到網絡,網絡發送給手機的SIB信息會告訴手機接入的是哪一種制式的網絡,手機就會按照運營商設定的規範來直接顯示哪個網絡的制式信號,比如在2G時代,手機連接的是GSM網絡,就會按規範顯示「G」;如果使用數據業務連接的是EDGE網絡,手機就會顯示」E」;3G時代,除了顯示「3G」,還會顯示」H」 (HSDPA)等等。

一句話,如何顯示網絡標識,手機沒有發言權,要聽網絡制式和運營商的。

但進入5G時代,事情就變複雜了,因為5G出現了兩種組網模式,一種是獨立組網(SA),一種是非獨立組網(NSA)。獨立組網SA是直接新建一張包括新基站、回程鏈路以及核心網在內的5G網絡;而非獨立組網NSA是利用4G的核心網和4G錨點站與5G基站一起部署5G網絡。

在NSA組網模式下,4G基站是主節點,是5G基站的控制錨點,5G手機的網絡接入、連接建立、切換等控制信令都由4G基站來處理,於是就出現了新問題,4G基站和5G基站同時服務5G手機時,手機該如何顯示圖標呢?

這當然要由通信運營商來決定,於是在另一個通信業的國際組織GSMA的協調下,全球通信運營商針對5G NSA組網模式下手機如何顯示網絡標識,制定了如下一套規範交給手機廠商來採用:

可以看到,在這套規範中,Config D最為激進,只要手機佔用NSA組網下的4G LTE小區,即使此時沒有檢測到5G NR信號覆蓋,也可以顯示5G圖標。

在5G網絡建設初期,5G網絡覆蓋不連續的情況下,運營商出於5G市場宣傳的需要制定的這個激進規範,確實值得商榷,但既然是統一的標準,運營商之間也相安無事,不會互相攻擊。

那麼,手機在實際的網絡連接過程中又如何來執行這套規範呢?

這就用到了上文分析過的網絡向手機下發的SIB2信息中所定義的「上層指示開關(upperLayerIndication)」這個指令了。

3GPP在TS36.331協議6.3.1項下給出的定義是:「上層指示開關」是向上層網絡發出的一條手機已進入提供5G功能的覆蓋區域的指示(upperLayerIndication is an indication to upper layers that the UE has entered a coverage area that offers 5G capabilities)。

簡單理解, 「上層指示開關」的作用就相當於網絡下發給手機的「5G狀態指示器」,當網絡設置為True(或「1」),手機收到的指令就是顯示5G信號標識,讓用戶在空閒態下知道其所處的位置有5G服務可用。

比如中國移動在2022年發佈的最新版《中國移動5G手機產品白皮書》中就明確規定:若終端工作在 EN-DC (Non-Standalone)下,在空閒態下,如果檢測到 LTE 小區廣播的 EN-DC 指示(SIB2 消息中 UpperLayerIndication 字段為 1),信號狀態欄需顯示「5G」。

《中國聯通5G手機產品白皮書》中對於在NSA模式下,5G網絡標識顯示的要求與中國移動別無二致,因為大家遵守的都是GSMA和3GPP的統一規範。

所以,當你看到手機顯示的是5G信號,但佔用的明明是4G小區時,這並不是誰在「造假」, 這是手機遵從GSMA和3GPP制定的標準和運營商的具體要求,按照網絡指令,顯示5G NSA組網特性而已。

當然,這麼複雜的技術標準、規範流程,恐怕有的專家過於業餘,雖然寫了幾本5G的書,但水平還是跟沒學過通信知識的普通民眾一樣,看到iPhone手機在沒有5G網絡的場景下顯示5G標識,就象撿到寶一樣開始在網絡上製造流量了。

至於這位專家反駁網友說中國是世界上5G最先進的國家,早就採用SA組網了,根本不存在NSA的情況,那也只能可憐專家見識少,做網紅久了,離行業太遠了。

確實,中國的5G網絡是世界上最先進的也是最大的5G SA網絡,在全球居於遙遙領先的位置,但正因為領先太多了,也出現了一些麻煩。

由於國外絕大多數運營商的5G網絡還沒有升級到SA還停留在NSA階段,當這些國家運營商的5G用戶來中國旅行,漫遊到中國5G網絡的時候,就會發現無法使用5G服務。從下表《5G網絡國際漫遊場景分析》的具體分析可知,由於作為拜訪地的中國是SA網絡,只要外來的5G手機的歸屬地是NSA網絡,不論是否NSA/SA多模終端,均不能接入中國的5G網絡使用5G服務。

在國際交往的日益擴大的大背景下,讓國外漫遊用戶也能在中國使用5G服務其實也是非常重要的一件事,畢竟中國的三大運營商也不想丟掉5G國際漫遊的業務收入,更重要的是,我們一直宣傳中國的5G網絡遙遙領先,可外國5G用戶到中國卻無法使用5G服務,恐怕這才是「影響中國5G網絡聲譽「,可能讓大量外國用戶對中國5G存在負面評價的大事啊!

所以,中國的三大運營商一直在努力解決這個問題,在很多重點城市的重要場合,包括機場、酒店、地鐵等外國用戶較集中區域的5G網絡,又採取了NSA的組網方式來方便國外5G用戶享受5G服務。比如在成都召開大運會期間,就有很多用戶發現成都市區一直都有NSA;杭州亞運會召開在即,估計為了讓國外參賽運動員也能在杭州使用5G網絡,杭州當地的運營商也一定會部署NSA的5G組網。

最後,可能專家還會辯駁,既然如何顯示網絡標識取決於網絡和運營商,手機沒有發言權,那為什麼在同一時間和地點,iPhone顯示5G標識的時候,華為手機卻很「誠實「地只顯示4G標識呢?

具體情況要具體分析,有一種情況可能是iPhone手機是SA/NSA雙模終端,而華為手機因為主要在國內銷售,僅支持SA,所以在NSA的場景下不會顯示5G標識。畢竟,《中國移動5G手機產品白皮書》也具體規定了「在進網許可的前提下,2000元及一下的5G手機可僅支持SA」。

綜上所述,某專家在10號線地鐵線上發現的不同手機網絡標識不同的問題大致有三種情況:

其一,10號地鐵線建了5G基站,有5G信號,支持5G的手機正常顯示5G,不支持5G的手機顯示4G (項所說聯繫了某運營商領導被告知10號線沒有5G,包括其用的華為手機也支持5G,都是一家之言,需要考證)。

其二,10號地鐵線基於NSA架構,4G基站升級成了5G錨點站,沒有5G信號,但按照上文介紹的Config D規範,4G基站向手機下發了「 EN-DC 指示(SIB2 消息中 UpperLayerIndication 字段為 1)」,所以支持NSA的手機按照運營商的規範要求,在信號狀態欄顯示「5G」(項所說其用的華為手機支持NSA/SA雙模,是一家之言,需要考證)。

其三,10號地鐵線沒有5G基站,也沒有NSA,但地鐵外有5G,所以在站外連接了5G的手機,進入地鐵站內後沒有進行小區重選,導致信號還滯留在原5G小區上。這個或者是蘋果手機的信號接收能力較弱,在覆蓋較差的地鐵里接收不到4G基站小區發出的新信號,也或者是機主在蘋果手機「蜂窩數據選項」下開啓了「啓用5G」的設置,手機仍然在頑強地搜索5G信號,所以導致蘋果手機沒有進行小區重選和切換,在地鐵的運動過程中被吊在原來的5G上,因此網絡標識的顯示還是「5G」(這個驗證方式比較簡單,在蘋果手機上開啓一下「飛行模式」,然後再關閉,強行進行一下信號切換,看看網絡標識是否有變化)。

以上只是按照通信常識進行猜測,但10號地鐵線不同手機顯示不同網絡標識的真相到底如何,恐怕還是要進行嚴格的驗證測試才能揭曉,包括網絡情況和手機情況都要進行多種交叉測試才能得出科學的結論。如某專家那樣,僅憑肉眼觀察和個人的業餘判斷,就敢公開指責蘋果「虛標5G信號「,並且在網上發動輿論,抨擊蘋果」侵害了消費者利益,影響了電信運營商聲譽」雲雲,也真是無知者無畏,被特斯拉起訴網絡侵權的案子還在進行中,難道就不怕接下來又被蘋果告上法庭?■

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